Роботы, вдохновлённые угрём? Исследование раскрывает, как амфибийные животные преодолевают сложную местность

от

Международная исследовательская группа разработала инновационную модель, объясняющую, как вытянутые амфибийные животные, такие как угри, координируют движение как в воде, так и на суше. Их исследование [опубликовано](https://pnas.org/doi/10.1073/pnas.2422248122) в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Совместная работа, поддержанная программой Human Frontier Science Program, объединила исследователей из лаборатории BioRob в EPFL в Швейцарии, лаборатории Исигуро в Токийском университете в Японии и лаборатории Стэнден в Университете Оттавы.

Эмили Стэнден, доцент факультета естественных наук Университета Оттавы и один из ведущих научных руководителей, возглавила биологическую часть исследования. «Наше исследование представляет новую модель для объяснения контроля локомоции у вытянутых амфибийных животных», — говорит она. «Мы стремимся углубить понимание нейромоторных систем управления, используемых животными, которые могут адаптировать свои движения между водной и наземной средами».

Исследование, которое длилось несколько лет, включало комплексный подход, сочетающий имитационное моделирование в Токийском университете, роботизированные испытания в EPFL и наблюдение за животными в Университете Оттавы.

«В моей лаборатории мы наблюдали за угрями, чтобы лучше понять их системы управления движением и увидеть, как сигналы мозга, локальные генераторы спинномозговых паттернов и системы сенсорной обратной связи влияют на волнообразные движения», — объясняет профессор Стэнден. «Используя угрей в качестве живой модели, мы смогли направить моделирование и роботизированные модели с помощью биологических данных».

Модели в этом исследовании показывают, что основные компоненты двигательной системы, такие как координация в нервной системе, а также обратная связь по давлению и растяжению, обеспечивают избыточную координацию во время плавания. Эта избыточность и способность обратной связи по растяжению использовать неоднородность окружающей среды для продвижения вперёд могут объяснить, почему вытянутые рыбы, такие как угорь и минога, могут передвигаться в наземной среде.

«Эти животные удивительно устойчивы», — отмечает она. «Наши модели указывают на сенсорную обратную связь как на ключ к поддержанию их локомоторных функций».

Помимо биологии животных, результаты могут помочь инженерам разрабатывать гибких роботов для сложных условий. «Это исследование открывает новые пути понимания нейромоторного контроля у животных, что может иметь далеко идущие последствия как для научных исследований, так и для технологических достижений», — говорит профессор Стэнден. Представьте себе роботов, которые ползают, скользят или плавают в ограниченном пространстве, используя природную инженерию, чтобы оставаться гибкими и сильными.

Исследование под названием «Мультисенсорная обратная связь делает плавательные цепи устойчивыми к спинномозговой transection и обеспечивает возможность передвижения по суше у вытянутых рыб» — это шаг вперёд в понимании движения и может вдохновить на создание инновационных конструкций роботов в будущем.

Предоставлено [Университетом Оттавы](http://www.uottawa.ca/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте